纯电动汽车不同载荷下的风阻系数分析概述

单丰武

江西江铃集团新能源汽车有限公司 江西省南昌市 330008

1 引言

受国家政策鼓励，纯电动汽车现在越来越受到重视，目前国内外的纯电动车，为满足客户对整车续航里程的期待，越来越注重整车研发前期CFD风阻分析，从专业角度评估，江铃新能源本文分析的该车型，整车风阻系数每降低0.01，对整车续航里程的贡献大致为5公里，这样的一个贡献，引发电动车厂家无论是从电池包的降本还是对续航里程的提升目的出发，都会愿意花费大力气来降低整车风阻系数，让本公司的车型在竞争中更具有优势，江铃新能源也同样注重这块的研究。

我们汽车行业的常规设计要求，评估整车风阻系数的大小，都是考虑满载满负荷的工况，但是实际上客户很少会在这样的工况下运行整车，尤其是现在大部分的家庭都有一到两辆汽车，乘坐的人员也较少，如果不是越野一族，路况相对都较好。那么我们作为汽车行业专业的工程师，需要考虑的问题是，如何正确的评估整车风阻系数对续航里程的贡献，是使用满载、半载还是空载工况？在这三个工况下整车的风阻系数、举升力参数会有多大的差异？我们通过江铃新能源一款车型的CFD外流风阻仿真分析，来给出答案。

首先，我们选用hypermesh、CCM+来对江铃新能源其中一款车型进行网格处理及仿真分析计算，按要求输入相关的性能参数及整车需求数模，相关参数见表1～6：

1.1 环境参数需求

对应不同的车型及销售区域，表1中的空气参数会有差异，我们采用江铃新能源其中一款车型为例，销售区域按江南地域确认表1中的参数。

1.2 冷凝器设计性能参数

表2冷凝器性能参数我们选用不同风速下的风阻及换热量来进行输入，使得分析计算更加准确，能覆盖实车的各种工况。

1.3 散热器设计性能参数

表3、4散热器性能参数我们选用不同流量下的风阻及换热量来进行输入，使得分析计算更加准确，能覆盖实车的各种工况。

1.4 单电子风扇设计性能参数

表5为单电子风扇性能参数我们选用不同静压下的风阻及换热量来进行输入，使得分析计算更加准确，能覆盖实车的各种工况。

1.5 整车数模数据需求

整车几何模型信息对比见表7，从表中的对比数据可以看出来整车在不同载荷下的迎风面接有差异，从大到小的排序是空载、半载、满载。

表1

表2

既然整车不同载荷下的迎风面积会有差异，那么整车不同载荷下的风阻系数会有多大差异？我们来看看表8的CFD分析结果：

从表8我们可以看出整车在不同载荷下的结果会有一定差异，特别是空载跟满载的差别，如果我们按该车型0.01的风阻系数增加5公里的续航来评估整车的续航里程，那么江铃新能源的这款车在空载和满载工况下，整车的续航里程差异有10公里，是一个不小的数字。

结合整车在不同载荷下的举升力结果，作为专业的汽车厂家，当然希望整车举升力小风阻系数又小，这是一个相互冲突的取舍，需要主机厂根据不同车型进行评估。

表3

表4

表5

表6

表7

表8

对于为了节能而生的新能源车来说，最小的风阻系数绝对是成功的关键，几乎是没有最小，只有更小，既然轮胎动力什么的都做得很到位了，可不能在空气阻力这方面掉链子，为更加贴近客户的行驶工况，我们需要更多研究半载、空载工况下的风阻系数。

关于风阻系数，再次证明那个观点，一部好的民用汽车出自更为均衡的指标与性能设计（F1的那种追求极致表现的不在我们的讨论范围之内），既要考虑风阻，也要考虑下压力，造型，内部空间，以及制造便利性等等诸多方面，只有综合考虑才能在竞争中脱颖而出。